În actualul sistem comercial de baterii cu litiu-ion, factorul limitativ este în principal conductivitatea electrică. În special, conductivitatea insuficientă a materialului electrod pozitiv limitează direct activitatea reacției electrochimice. Este necesar să se adauge un agent conductiv adecvat pentru a îmbunătăți conductivitatea materialului și pentru a construi rețeaua conductoare pentru a oferi un canal rapid pentru transportul de electroni și se asigură că materialul activ este utilizat complet. Prin urmare, agentul conductor este, de asemenea, un material indispensabil în bateria cu ioni de litiu în raport cu materialul activ.

Performanța unui agent conductiv depinde într -o mare măsură de structura materialelor și a manierelor în care este în contact cu materialul activ. Agenții conductivi cu baterii cu ioni de litiu utilizați frecvent au următoarele caracteristici:

(1) Negru de carbon: Structura negru de carbon este exprimată prin gradul de agregare a particulelor negre de carbon într -un lanț sau o formă de struguri. Particulele fine, lanțul de rețea dens ambalat, suprafața specifică mare și masa unitară, care sunt benefice pentru a forma o structură conductoare în lanț în electrod. Ca reprezentant al agenților conductori tradiționali, negru de carbon este în prezent cel mai utilizat agent conductor. Dezavantajul este că prețul este mare și este dificil de dispersat.

(2)Grafit: Grafitul conductiv se caracterizează printr -o dimensiune a particulelor aproape de cea a materialelor active pozitive și negative, o suprafață specifică moderată și o bună conductivitate electrică. Acționează ca un nod al rețelei conductive în baterie, iar în electrodul negativ, nu numai că poate îmbunătăți conductivitatea, ci și capacitatea.

(3) P-Li: Super P-Li se caracterizează prin dimensiuni mici ale particulelor, similar cu negrul de carbon conductiv, dar suprafața specifică moderată, în special sub formă de ramuri din baterie, care este foarte avantajoasă pentru formarea unei rețele conductive. Dezavantajul este că este dificil de dispersat.

(4)Nanotuburi de carbon (CNTS): CNT -urile sunt agenți conductori care au apărut în ultimii ani. În general, au un diametru de aproximativ 5 nm și o lungime de 10-20um. Nu numai că pot acționa ca „fire” în rețelele conductoare, dar au, de asemenea, un efect de strat dublu de electrozi pentru a da joc caracteristicilor de rată ridicată ale supercapacitoarelor. Conductivitatea sa termică bună este, de asemenea, favorabilă disipării căldurii în timpul încărcării și descărcării bateriei, reduce polarizarea bateriei, îmbunătățirea performanței la temperatură ridicată și scăzută a bateriei și prelungește durata de viață a bateriei.

Ca agent conductiv, CNT -urile pot fi utilizate în combinație cu diverse materiale pozitive cu electrod pentru a îmbunătăți capacitatea, rata și performanța ciclului materialului/bateriei. Materialele pozitive ale electrodului care pot fi utilizate includ: LICOO2, LIMN2O4, LIFEPO4, Electrod pozitiv pozitiv, Li3V2 (PO4) 3, oxid de mangan și altele asemenea.

În comparație cu alți agenți conductori comuni, nanotuburile de carbon au multe avantaje ca agenți conductori pozitivi și negativi pentru bateriile cu ioni de litiu. Nanotuburile de carbon au o conductivitate electrică ridicată. În plus, CNT -urile au un raport de aspect mare, iar o cantitate de adăugare mai mică poate obține un prag de percolare similar cu alți aditivi (menținând distanța de electroni în compus sau migrație locală). Deoarece nanotuburile de carbon pot forma o rețea de transport de electroni extrem de eficientă, o valoare de conductivitate similară cu cea a unui aditiv de particule sferice poate fi obținută cu doar 0,2% în greutate din SWCNT.

(5)Grafeneste un nou tip de material de carbon plane flexibil bidimensional, cu conductivitate electrică și termică excelentă. Structura permite stratului de foi de grafen să adere la particulele de material activ și să ofere un număr mare de site-uri de contact conductoare pentru particulele de materiale active pozitive și negative, astfel încât electronii să poată fi efectuați într-un spațiu bidimensional pentru a forma o rețea conductivă cu o suprafață mare. Astfel, este considerat agentul conducător ideal în prezent.

Negrul de carbon și materialul activ sunt în contact punctual și pot pătrunde în particulele materialului activ pentru a crește complet raportul de utilizare a materialelor active. Nanotuburile de carbon sunt în contact cu linia punctuală și pot fi întrerupți între materialele active pentru a forma o structură de rețea, care nu numai că crește conductivitatea, în același timp, poate acționa și ca un agent parțial de legare, iar modul de contact al grafenului este contactul punct-la-față, care poate conecta suprafața materialului activ pentru a forma o rețea de conductă mare ca corp principal, dar este dificil să acopere materialul activ. Chiar dacă cantitatea de grafen adăugată este crescută continuu, este dificil să se utilizeze complet materialul activ și să difuzeze ioni Li și să deteriorați performanța electrodului. Prin urmare, aceste trei materiale au o tendință complementară bună. Amestecarea nanotuburilor de negru de carbon sau carbon cu grafen pentru a construi o rețea conductivă mai completă poate îmbunătăți în continuare performanța generală a electrodului.

În plus, din perspectiva grafenului, performanța grafenului variază de la diferite metode de preparare, în gradul de reducere, dimensiunea foii și raportul dintre negru de carbon, dispersionarea și grosimea electrodului afectează foarte mult naturile agenților conductori. Printre aceștia, întrucât funcția agentului conductiv este construirea unei rețele conductoare pentru transportul de electroni, dacă agentul conductiv în sine nu este bine dispersat, este dificil să construiești o rețea conductivă eficientă. În comparație cu agentul tradițional conductor negru de carbon, grafenul are o suprafață specifică ultra-ridicată, iar efectul conjugat π-π facilitează aglomerarea în aplicații practice. Prin urmare, modul de a face ca grafenul să formuleze un sistem de dispersie bun și să folosești pe deplin performanțele sale excelente este o problemă cheie care trebuie rezolvată în aplicarea pe scară largă a grafenului.